感应发电机（异步发电机）

有时，三相感应电机用作发电机。最初，感应电机作为电动机启动，并从电源吸取滞后无功功率。然后，通过外部原动机将电机的速度提高到同步速度以上，方向与定子的旋转磁场相同，这样感应电机现在将作为感应发电机运行并产生发电转矩。

此发电转矩的方向与转子的旋转方向相反。因此，在这种情况下，机器的滑差为负，感应发电机将电能输送到电源。三相感应电机在所有速度范围内的完整转矩-速度特性曲线如图所示。

感应发电机的等效电路如下图所示。

此处，机械轴负载已由电阻代替，其值为：

$$\mathrm{𝑅_𝑚 =\frac{𝑅_2}{𝑠}(1 − 𝑠)}$$

其中，R2 为转子电路电阻。

众所周知，在感应发电机中，滑差s为负，因此相当于机械轴负载的负载电阻(Rm)也为负，这表明负载电阻不吸收功率，而是充当功率源，即感应发电机将电能输送到与其连接的电源。

感应发电机的输出取决于负滑差的大小。

从感应电机的转矩-速度特性曲线可以看出，在发电模式下存在最大可能的转矩，称为发电机的**过载转矩**。如果原动机施加的转矩大于过载转矩，则感应发电机将超速运行。

由于感应电机中的旋转磁场是由从电源供给到定子绕组的励磁电流产生的。因此，感应发电机不是自励发电机。因此，必须始终以额定电压和频率从外部电源激励机器的定子，并以高于同步速度的速度驱动。可以注意到感应发电机的速度与同步速度不同，因此它也称为**异步发电机**。

感应发电机的优点

以下是感应发电机的主要优点：

  • 感应发电机结构坚固，因此维护要求低。
  • 感应发电机的成本较低。
  • 鼠笼式感应电机可用作感应发电机。
  • 感应发电机每千瓦输出功率的尺寸相对较小。
  • 感应发电机的运行不需要与电源同步。
  • 感应发电机需要的辅助设备较少。
  • 当机器端发生短路故障时，励磁失效，机器停止发电。因此，感应发电机具有自保护功能。
  • 感应发电机并联运行时不会出现振荡。
  • 驱动感应发电机的外部原动机速度的变化不太重要。

感应发电机的缺点

感应发电机的主要缺点是它不能产生无功功率。实际上，它需要从电源获得无功功率才能励磁。因此，感应发电机的运行需要同步电机为其提供无功功率。

感应发电机的应用

感应发电机的主要应用如下：

  • 感应发电机与风力发电机等替代能源一起用于大规模发电。
  • 感应发电机还用于为由弱传输系统供电的偏远地区负载供电。

更新于：2021年8月25日

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